Комплексная переработка отходов мокрой магнитной сепарации (хвостов) обогатительной фабрики Качканарского ГОКа

Разработана технология комплексной переработки отходов титаномагнетитов (хвостов ММС ОАО «ЕвразКГОК») низкотемпературным фторированием (до 550 °С) гидрофторидом аммония с получением дефицитных продуктов: «белой сажи» (SiO2), оксида скандия, нелетучих фторидов (AlF3, CaF2, (Na/K)F), пригодных для использования при электролизе первичного алюминия. При обогащении титаномагнетитовой руды ежегодно образуется более 35 млн. т хвостов, содержащих, мас. %: до 50 SiO2, 20 СаО, ~10 MgO, ~10 Fe2О3, 7,0 Al2О3; 100-120 г/т Sc2О3. Экзотермические процессы фторирования с образованием (NH4)2SiF6 и фторидов других металлов начинаются уже при температуре ~100 °С. Газообразные продукты улавливаются для последующего гидролитического осаждения аморфного кремнезема. Железо из фторидного спека удаляется слабокислотной обработкой. При сернокислотном (200 г/дм3) вскрытии осадка извлекается не менее 70 % скандия, который экстрагируется Д2ЭГФК с получением скандиевого концентрата (≥10 % Sc2О3). В лабораторном масштабе разработаны условия разделения компонентов ХММС. На этапе создания опытного участка на КГОК по переработке в год 2000 т ХММС выход продукции составит до 100 кг Sc2О3, 800 т SiO2, 20 т нелетучих фторидов, по 10 т оксидов железа и алюминия общей стоимостью 200 млн руб. при капитальных вложениях в ОПУ около 450 млн руб. При создании основного производства с переработкой до 100 тыс. т ХММС, только реализация полученного Sc2О3 в количестве не менее 7000 кг/год превысит 1,0 млрд. руб.; стоимость другой продукции составит не менее 2,0 млрд. руб. При объеме капитальных вложений 1,5 млрд. руб. срок окупаемости не превысит 1,5 лет. Предлагаемая на первом этапе направлена на извлечение скандия концентрированными кислотами (серная, азотная). Предлагаемое ИХТТ УрО РАН решение предусматривает полную переработку ХММС, что составляет 80 % от всех отходов ОАО «ЕвразКГОК». Данные о создании масштабных предприятий по переработке такого вида отходов отсутствуют. Создание ОПУ позволит определить конечных потребителей и объемы выпуска не только оксида скандия, но и других ценных продуктов. Сегодня КНР предлагает Sc2O3 по цене 6000 $/кг, что не приемлемо для масштабного производства высокопрочных свариваемых сплавов на основе алюминия (ОАО КУМЗ), а также функциональной керамики для электроники и электротехники (ОАО ЧМЗ; Блумэнерджи, США; Соджитс, Япония). Имеется большое число потенциальных потребителей скандия, как отечественных, так и зарубежных. Разработка может быть использована при вовлечении в полную переработку отходов промышленных предприятий, содержащих высокие концентрации оксида кремния, а также редкие рассеянные металлы. Технология предполагает полное улавливание газообразных продуктов разложения и регенерацию реагента (NH4)НF2, что позволяет считать основную стадию технологии экологически безопасной.